El concepto de que ciertas longitudes de onda de la luz pueden cambiar la actividad cerebral regional, así como influir en la conectividad funcional entre diferentes centros cerebrales, es bastante sorprendente. Tal concepto va más allá de la función de estimular la luz de las células ganglionares de la retina especializadas para atrapar los ritmos circadianos, pero lo extiende para incluir la luz que tiene una influencia directa en todas las neuronas para influir potencialmente en un rango de actividades cerebrales centrales de orden superior. En esta perspectiva, exploramos cómo la luz puede influir en tales actividades cerebrales centrales, junto con por qué debería hacerlo en primer lugar. Proponemos que el efecto de la luz sobre la actividad cerebral tiene vínculos evolutivos, relacionados con una estrategia básica de supervivencia contra cualquier situación potencialmente peligrosa.
Una característica clave de la función cerebral que ha surgido en los últimos años es que las actividades de orden superior, por ejemplo, la cognición o la atención, se desarrollan después de extensas intercomunicaciones entre varios centros diferentes. Existe una cooperación entre diferentes centros, comparable a la evidente entre diferentes conjuntos de instrumentos musicales en una orquesta. Con el uso de varios métodos diferentes, como la resonancia magnética funcional o la electroencefalografía, se han identificado varias redes diferentes de cooperación, cada una asociada con distintas actividades funcionales del día a día. Estas incluyen memoria, saliencia, redes cognitivas (ejecutivas), emocionales y de modo predeterminado. La última red ha recibido la mayor atención por parte de los autores (Raichle, 2015) y será el foco de esta perspectiva.
La red en modo predeterminado se descubrió, algo por accidente, después de que se encontraron niveles elevados de actividad en un conjunto de estructuras cerebrales en individuos que aparentemente estaban en reposo, sin participar en ninguna tarea mental específica. En estos momentos de reposo, un individuo tiende a centrarse en los llamados pensamientos internos, como soñar despierto, recordar recuerdos, imaginar el futuro y deambular por la mente. Las personas simplemente están "pensando", pero no sobre nada en particular. ¡Ni siquiera están pensando en pensar (Raichle, 2015)! Esta red en modo predeterminado está compuesta por varios centros cerebrales distintos, que incluyen la línea media situada en la corteza prefrontal medial, el cingulado posterior y las cortezas precuneus. Además, algunas autoridades indican las cortezas parietales y laterales temporales inferiores más laterales y el hipocampo como parte de la red. Si bien estos centros muestran una actividad elevada cuando un individuo está en reposo, su actividad disminuye cuando el individuo se dedica a una tarea particular, como centrar la atención en algo en los entornos externos (p. Ej., Tareas visuales) o internas (p. Ej., Meditación) ( Raichle, 2015). Tal "enfoque" por parte de un individuo, parece desactivar la red, o partes de la misma, de modo que las diversas redes asociadas con la atención, como la prominencia y el ejecutivo central, puedan operar (Raichle, 2015). De hecho, se cree que las personas que no pueden desactivar esta red cuando realizan una tarea realizarán la tarea de manera más pobre (Raichle, 2015). tareas visuales) o entornos internos (p. ej., meditación) (Raichle, 2015). Tal "enfoque" por parte de un individuo, parece desactivar la red, o partes de la misma, de modo que las diversas redes asociadas con la atención, como la prominencia y el ejecutivo central, puedan operar (Raichle, 2015). De hecho, se cree que las personas que no pueden desactivar esta red cuando realizan una tarea realizarán la tarea de manera más pobre (Raichle, 2015). tareas visuales) o entornos internos (p. ej., meditación) (Raichle, 2015). Tal "enfoque" por parte de un individuo, parece desactivar la red, o partes de la misma, de modo que las diversas redes asociadas con la atención, como la prominencia y el ejecutivo central, puedan operar (Raichle, 2015). De hecho, se cree que las personas que no pueden desactivar esta red cuando realizan una tarea realizarán la tarea de manera más pobre (Raichle, 2015).
En este contexto, algunos hallazgos recientes que utilizan fotobiomodulación, el uso de luz roja a infrarroja cercana (λ = 600–1000 nm) en los tejidos corporales, han indicado que, notablemente, no solo puede influir en la supervivencia y la actividad funcional de cualquier tipo de neurona (Hamblin, 2016; Mitrofanis, 2019), pero después de la aplicación transcraneal, parece influir en la conectividad funcional de redes a gran escala, como la red en modo predeterminado (Naeser et al., 2020). Se ha informado que la fotobiomodulación transcraneal (en adelante denominada "luz") reduce la activación y las fuerzas de conectividad en reposo entre las regiones corticales que responden a una simple tarea de tocar los dedos, incluidas partes de la red en modo predeterminado en sujetos de control sanos (El Khoury et al. , 2019). Además, en pacientes que sufren un accidente cerebrovascular crónico o la enfermedad de Alzheimer, Ambos tienen redes que funcionan de manera anormal, la luz puede fortalecer e influir en las conectividades funcionales dentro de la red en modo predeterminado, junto con su conectividad con otras redes, por ejemplo, la prominencia y las centrales ejecutivas. En esencia, en estos estados dañados y / o enfermos, la luz puede ayudar a corregir el desequilibrio de la conectividad funcional, restaurando la conectividad entre las regiones corticales a niveles "normales" (Saltmarche et al., 2017; Chao, 2019; Zomorrodi et al., 2019; Naeser et al., 2020).
Entonces, ¿cómo sucede esto? ¿Cómo puede la luz cambiar la actividad cerebral? Aunque los mecanismos precisos no están claros, el objetivo central de la luz dentro de las neuronas individuales es la mitocondria. De hecho, se ha demostrado que la luz aumenta la fusión y la fisión mitocondrial, así como la biogénesis mitocondrial. La luz es absorbida por un cromóforo y la mejor caracterizada es la citocromo c oxidasa, unidad IV en la cadena de transporte de electrones mitocondrial. Esta molécula tiene dos centros de haeme y dos de cobre que absorben la luz dentro de dos bandas a través del rango rojo al infrarrojo cercano. El mecanismo implica la luz que disocia el óxido nítrico de sus sitios de unión de hemo y cobre en la citocromo c oxidasa, lo que permite la unión del oxígeno. Posteriormente, los electrones se transportan a lo largo de la cadena respiratoria y se produce una translocación de protones a través de la membrana mitocondrial. Esto produce un gradiente de protones, uno que impulsa la ATP (adenosina trifosfato) sintasa. El resultado es un aumento en el potencial de membrana mitocondrial y un aumento de ATP. También hay una liberación de óxido nítrico que también desencadena la vasodilatación de los vasos sanguíneos cercanos, aumentando el flujo sanguíneo cerebral. Tal efecto se ha considerado a corto plazo, en funcionamiento principalmente cuando se aplica luz a las neuronas. Después de la activación de la citocromo c oxidasa, se liberan pequeñas cantidades de especies reactivas de oxígeno (dentro de los niveles normales), que luego estimulan los factores de transcripción en el núcleo, lo que lleva a la expresión de varios genes funcionales. Este último efecto se ha considerado a largo plazo, en funcionamiento mucho después de que la aplicación de la luz haya cesado (Hamblin, 2016). Tal efecto se ha considerado a corto plazo, en funcionamiento principalmente cuando se aplica luz a las neuronas. Después de la activación de la citocromo c oxidasa, se liberan pequeñas cantidades de especies reactivas de oxígeno (dentro de los niveles normales), que luego estimulan los factores de transcripción en el núcleo, lo que lleva a la expresión de varios genes funcionales. Este último efecto se ha considerado a largo plazo, en funcionamiento mucho después de que la aplicación de la luz haya cesado (Hamblin, 2016). Tal efecto se ha considerado a corto plazo, en funcionamiento principalmente cuando se aplica luz a las neuronas. Después de la activación de la citocromo c oxidasa, se liberan pequeñas cantidades de especies reactivas de oxígeno (dentro de los niveles normales), que luego estimulan los factores de transcripción en el núcleo, lo que lleva a la expresión de varios genes funcionales. Este último efecto se ha considerado a largo plazo, en funcionamiento mucho después de que la aplicación de la luz haya cesado (Hamblin, 2016).
¿Cómo y por qué la fotobiomodulación cambia la actividad cerebral?
Mitrofanis John, Henderson Luke A Año: 2020 | Volumen: 15 | Número de edición: 12 | Página: 2243-2244
